土建结构与构件设计ppt课件

1、平屋顶女儿墙外排水平屋顶檐沟外排水天天沟沟构构造造坡屋顶的组成：承重构造、屋面、顶棚、保温或隔热层。坡屋顶的组成：承重构造、屋面、顶棚、保温或隔热层。(a)横墙承重；横墙承重； (b)屋架承重；屋架承重； (b)梁架承檩式屋架梁架承檩式屋架 坡屋顶的承重构造类型坡屋顶的承重构造类型一一 坡屋顶的承重构造坡屋顶的承重构造(a)冷摊瓦屋面； (b)木望板瓦屋面二、二、 坡屋顶的屋面构造坡屋顶的屋面构造 坡屋顶屋面普通是利用各种瓦材，如平瓦、波形瓦、小青瓦坡屋顶屋面普通是利用各种瓦材，如平瓦、波形瓦、小青瓦等作为屋面防水资料。等作为屋面防水资料。 近些年来还有不少采用金属瓦屋面、彩色压型钢板屋面等。

2、近些年来还有不少采用金属瓦屋面、彩色压型钢板屋面等。平屋面纵墙挑檐构造平屋面纵墙挑檐构造(a)砖挑檐；砖挑檐； (b)屋面板挑檐；屋面板挑檐； (c)挑檐木挑檐挑檐木挑檐(d)挑檩檐口；挑檩檐口；(e)挑椽檐口；挑椽檐口；(f)檩式屋顶加挑檐檐口檩式屋顶加挑檐檐口天沟和斜沟构造天沟和斜沟构造 在等高跨或高低跨相交处，经常出现天沟，而两个相在等高跨或高低跨相交处，经常出现天沟，而两个相互垂直的屋面相交处那么构成斜沟。沟应有足够的断面积，互垂直的屋面相交处那么构成斜沟。沟应有足够的断面积，上口宽度不宜小于上口宽度不宜小于300-500mm300-500mm，普通用镀锌铁皮铺于木基，普通用镀锌铁皮铺

3、于木基层上，镀锌铁皮伸人瓦片下面至少层上，镀锌铁皮伸人瓦片下面至少150mm150mm。高低跨和包檐。高低跨和包檐天沟假设采用镀锌铁皮防水层时，应从天沟内延伸至立墙天沟假设采用镀锌铁皮防水层时，应从天沟内延伸至立墙女儿墙上构成泛水。女儿墙上构成泛水。 第八节第八节 变变 形形 缝缝 变形缝有伸缩缝、沉降缝、防震缝三种变形缝有伸缩缝、沉降缝、防震缝三种一、伸缩缝又称温度缝一、伸缩缝又称温度缝 伸缩缝是在长度或宽度较大的建筑物中，伸缩缝是在长度或宽度较大的建筑物中，为防止由于温度变化引起资料的热胀冷缩导致构为防止由于温度变化引起资料的热胀冷缩导致构件开裂，而沿建筑物的竖向将根底以上部分全部件开裂，

4、而沿建筑物的竖向将根底以上部分全部断开的垂直缝隙。断开的垂直缝隙。l1 1、伸缩缝的设置：自根底以上将建筑物的墙体、楼板层、屋、伸缩缝的设置：自根底以上将建筑物的墙体、楼板层、屋顶等地面以上部分全部断开。根底部分因受温度变化影响较顶等地面以上部分全部断开。根底部分因受温度变化影响较小，不需断开。小，不需断开。l2 2、伸缩缝的宽度：、伸缩缝的宽度：20-30mm20-30mm。l3 3、伸缩缝的最大间距：应根据不同资料的构造而定。、伸缩缝的最大间距：应根据不同资料的构造而定。项项次次构造类型构造类型室内或土中间距室内或土中间距露天间距露天间距1 1排架构造排架构造装配式装配式100100707

5、02 2框架构造框架构造装配式装配式现浇式现浇式75755555505035353 3剪力墙构造剪力墙构造装配式装配式现浇式现浇式65654545404030304 4挡土墙及地下室墙挡土墙及地下室墙等类构造等类构造装配式装配式现浇式现浇式4040303030302020钢筋混凝土构造伸缩缝的最大间距钢筋混凝土构造伸缩缝的最大间距m m二、沉降缝二、沉降缝 为减少地基不均匀沉降对建筑物呵斥危害，在建筑物某为减少地基不均匀沉降对建筑物呵斥危害，在建筑物某些部位设置从根底到屋面全部断开的垂直缝称为沉降缝。些部位设置从根底到屋面全部断开的垂直缝称为沉降缝。 设置方法：将建筑物从根底到屋顶全部贯穿，即

6、根底部设置方法：将建筑物从根底到屋顶全部贯穿，即根底部分必需断开。分必需断开。 设置沉降缝的位置：设置沉降缝的位置：1 1同一建筑相邻部分高差较大或荷载相差大、建筑根同一建筑相邻部分高差较大或荷载相差大、建筑根底构造方式、上部构造类型不同处。底构造方式、上部构造类型不同处。 2 2相邻根底方式、宽度、埋深相差较大。相邻根底方式、宽度、埋深相差较大。 3 3建筑物建在不同地基上地基土的紧缩性有显著差建筑物建在不同地基上地基土的紧缩性有显著差别处。别处。4 4体型复杂、衔接部位薄弱、建筑平面的转机部位。体型复杂、衔接部位薄弱、建筑平面的转机部位。5 5新建建筑物与原有建筑物相连处分期建造的房屋新建

7、建筑物与原有建筑物相连处分期建造的房屋的交界处。的交界处。6 6过长建筑物的适当部位。过长建筑物的适当部位。 三、防震缝三、防震缝 在地震区，当房屋平面和立面比较复杂时，可在地震区，当房屋平面和立面比较复杂时，可用防震缝将整个房屋自上而下分开，自成体系，把用防震缝将整个房屋自上而下分开，自成体系，把复杂体型变为假设干个规整、简单的体型组合，以复杂体型变为假设干个规整、简单的体型组合，以免地震时因房屋各部分发生不同的振动而引起破坏。免地震时因房屋各部分发生不同的振动而引起破坏。伸缩缝、沉降缝及防震缝之间关系伸缩缝、沉降缝及防震缝之间关系 伸缩缝普通不能兼作沉降缝和防震缝。伸缩缝普通不能兼作沉降缝

8、和防震缝。 沉降缝、防震缝可兼作伸缩缝。沉降缝、防震缝可兼作伸缩缝。 沉降缝可兼作防震缝，防震缝假设贯穿至基底能兼作沉降缝。沉降缝可兼作防震缝，防震缝假设贯穿至基底能兼作沉降缝。 伸缩缝和沉降缝应符合防震缝要求。伸缩缝和沉降缝应符合防震缝要求。各类不同的盖缝板天津天津博物馆博物馆第一节 概 述 一、根本概念构造与构件 构造：支撑房屋的骨架。 构造的组成 ：由假设干个根本单元构件所组成。建筑构造的主要构件建筑构造的主要构件: 板板的长、宽两方向的尺寸远大于其高度； 板的作用效应主要为受弯。 2梁其作用效应主要为受弯和受剪梁的截面宽度和高度尺寸远小于其长度尺寸 平面形或直线形构件平面形或直线形构件

9、 墙墙 墙的长宽两方向墙的长宽两方向尺寸远大于其厚度尺寸远大于其厚度 荷载作用方向与荷载作用方向与墙面平行墙面平行 作用效应主要为作用效应主要为受压。受压。4柱柱 属于竖向属于竖向承重构件。承重构件。主要接受主要接受梁传来的梁传来的压力以及压力以及柱自重。柱自重。 柱的截面尺寸远小于其高度，荷柱的截面尺寸远小于其高度，荷载作用方向与柱轴线平行。载作用方向与柱轴线平行。受剪构件受剪构件受弯构件受弯构件受拉构件受拉构件受压构件受压构件受扭构件受扭构件受拉受拉受压受压受弯受弯受剪受剪受扭受扭截面根本受力形状截面根本受力形状根本构件的受力往往是根本受力形状的复合根本构件的受力往往是根本受力形状的复合根

10、本构件根本构件刚性体系：薄壳、刚架、刚性体系：薄壳、刚架、网架、网壳、树枝；网架、网壳、树枝；受压、弯为主，受压、弯为主，稳定问题突出稳定问题突出柔性体系：悬索、索膜、张拉；柔性体系：悬索、索膜、张拉； 受拉为主，高强资料受拉为主，高强资料 几何非线性构造几何非线性构造二、 构造设计的主要内容与程序1. 构造设计的主要内容： 1保证根本构件的强度、变形、裂痕满足设计要求； 2保证构造体系的整体平安性、稳定性、变形性能符合设计要求； 3保证在突发事件发生时，构造仍坚持一定的整体性，使人们的生命平安得以保证； 4保证合理用材，方便施工，使建筑物耐久运用，同时尽能够降低建筑造价。 总之构造设计中心是

11、处理两个问题：一是满足建筑构造功能的要求；二是经济问题。2、构造设计的程序 1构造选型； 2构造布置； 3构造构件设计； 4 构造设计； 三、构造构件计算简图1 、构件的简化2 、支座简化与计算跨度3 、荷载简化主要成分为铁元素，还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷主要成分为铁元素，还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷等元素，力学性能主要与碳的含量有关：等元素，力学性能主要与碳的含量有关：含碳量越高，那么钢筋的强度越高，质地硬，但塑性变含碳量越高，那么钢筋的强度越高，质地硬，但塑性变差。差。假设含碳量低于假设含碳量低于0.250.25，那么称为低碳钢，钢筋混凝土，那么称为低碳钢，钢筋混凝土构造中多运用的是

12、低碳钢。构造中多运用的是低碳钢。20MnSi 20MnSi 前面的前面的2020指的是平均含碳量的万分数，其他化学指的是平均含碳量的万分数，其他化学元素的含量在元素的含量在1.5 1.5 以下。以下。第二节第二节 钢筋混凝土资料主要力学性能钢筋混凝土资料主要力学性能一、钢筋一、钢筋有明显屈服点钢筋的应力应变关系有明显屈服点钢筋的应力应变关系aa 比例极限比例极限 弹性极限弹性极限b 屈服上限屈服上限c 屈服下限屈服下限e 极限强度极限强度cdcd段为屈服台阶段为屈服台阶dfdf段为强化段段为强化段无明显屈服点钢筋的应力应变关系无明显屈服点钢筋的应力应变关系条件屈服点为剩余变形条件屈服点为剩余变

13、形为为0.20.2时对应的应力时对应的应力b85. 02 . 0HPB235：质量稳定，塑性好易成型，但屈服强度较低，不：质量稳定，塑性好易成型，但屈服强度较低，不宜用于构造中的受力钢筋；宜用于构造中的受力钢筋；HRB335：带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和：带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和塑性均较好，是目前主要运用的钢筋种类之一；塑性均较好，是目前主要运用的钢筋种类之一；HRB400：带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和：带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和塑性均较好，是今后主要运用的钢筋种类之一；塑性均较好，是今后主要运用的钢筋种类之一；RRB400：是：是

14、HRB335钢筋热轧后快速冷却，利用钢筋内温钢筋热轧后快速冷却，利用钢筋内温度自行回火而成，淬火钢筋强度提高，但塑性降度自行回火而成，淬火钢筋强度提高，但塑性降低，余热处置后塑性有所改善。低，余热处置后塑性有所改善。钢筋的性能特点钢筋的性能特点强度屈服强度强度屈服强度塑性延伸率和冷弯性能塑性延伸率和冷弯性能具有较好的可焊性具有较好的可焊性有较好的粘结力带肋钢筋有较好的粘结力带肋钢筋混凝土构造对钢筋的要求混凝土构造对钢筋的要求混凝土立方抗压强度混凝土立方抗压强度混凝土轴心抗压强度混凝土轴心抗压强度混凝土抗拉强度混凝土抗拉强度cufcftf混凝土的强度混凝土的强度 500 150 15010016

15、轴心受拉试验 强度等级越高，线弹强度等级越高，线弹性段越长，峰值应力也有性段越长，峰值应力也有所增大。但高强混凝土中，所增大。但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，砂浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂痕很少，密实性好，微裂痕很少，最后的破坏往往是骨料破最后的破坏往往是骨料破坏，破坏时脆性越显著，坏，破坏时脆性越显著，下降段越陡。下降段越陡。不同强度混凝土应力应变关系的比较不同强度混凝土应力应变关系的比较一一 抗渗性抗渗性 贮水池或水处置等构筑物需满足防渗要求。贮水池或水处置等构筑物需满足防渗要求。给排水构筑物对混凝土性能的要求给排水构筑物对混凝土性能的要求二抗冻性二抗冻性 混凝土等级越高，抗冻

16、性能越好。普通硅酸盐水泥的抗冻混凝土等级越高，抗冻性能越好。普通硅酸盐水泥的抗冻性能最好，火山灰水泥不宜用于有抗冻要求的混凝土。性能最好，火山灰水泥不宜用于有抗冻要求的混凝土。三抗腐蚀性三抗腐蚀性 工业污水处置水池、或置于地下水中含有腐蚀介质的构筑工业污水处置水池、或置于地下水中含有腐蚀介质的构筑物需采取防腐措施。物需采取防腐措施。第三节第三节 构造按极限形状计算的根本原那么构造按极限形状计算的根本原那么一、设计基准期和设计运用年限一、设计基准期和设计运用年限设计基准期设计基准期-选材及确定活荷的时间参数选材及确定活荷的时间参数构造的设计运用年限构造的设计运用年限-预定的时间预定的时间类 别设

17、计运用年限/年示 例15暂时性建筑225易于交换的构造构件 350普通性建筑普通房屋和构筑物 4100留念性建筑和特别重要的建筑构造 平安性平安性 Safety适用性适用性 Serviceability 构造在正常运用期间，具有良好的任务性能。如不发生影响正常构造在正常运用期间，具有良好的任务性能。如不发生影响正常运用的过大的变形挠度、侧移、振动频率、振幅，或产运用的过大的变形挠度、侧移、振动频率、振幅，或产生让运用者感到不安的过大的裂痕宽度。生让运用者感到不安的过大的裂痕宽度。 耐久性耐久性 Durability 构造在正常运用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在构造在正常运用和正常维

18、护条件下，应具有足够的耐久性。即在各种要素的影响下混凝土碳化、钢筋锈蚀，构造的承载力和各种要素的影响下混凝土碳化、钢筋锈蚀，构造的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致构造在其预定运用期间内刚度不应随时间有过大的降低，而导致构造在其预定运用期间内丧失平安性和适用性，降低运用寿命。丧失平安性和适用性，降低运用寿命。 二、极限形状的定义与分类二、极限形状的定义与分类构造的功能构造的功能 Functions of Structure二、极限形状的定义与分类二、极限形状的定义与分类构造可以满足功能要求而良好地任务，那么称构造是构造可以满足功能要求而良好地任务，那么称构造是“可靠可靠的或的或“有效的

19、。反之，那么构造为有效的。反之，那么构造为“不可靠或不可靠或“失效失效。 正常运用极限形状正常运用极限形状Serviceability Limit Staten构造整体或部分作为刚体失去平衡构造整体或部分作为刚体失去平衡n构造或构件到达最大承载力构造或构件到达最大承载力n受动力荷载作用而产生疲劳破坏受动力荷载作用而产生疲劳破坏n构造塑性变形过大而破坏构造塑性变形过大而破坏n构造构成几何可变体系构造构成几何可变体系n构件由于压屈而丧失稳定构件由于压屈而丧失稳定n过大的变形和侧移过大的变形和侧移n过大的裂痕过大的裂痕n过大的振动过大的振动n侵蚀性介质腐蚀等侵蚀性介质腐蚀等承载力极限形状承载力极限形

20、状Ultimate Limit State构造功能的表达构造功能的表达 S 作用效应作用效应 Action Effect 构造上的作用是使构造产生内力、变形和裂痕的缘由的总称，分构造上的作用是使构造产生内力、变形和裂痕的缘由的总称，分为直接作用和间接作用，作用效应即为作用引起的构件内力。为直接作用和间接作用，作用效应即为作用引起的构件内力。R 构造抗力构造抗力 Resistant 构造抵抗作用效应的才干，如受弯承载力构造抵抗作用效应的才干，如受弯承载力Mu、受剪承载力、受剪承载力Vu、允许挠度允许挠度f、允许裂痕宽度、允许裂痕宽度w。S R 失效失效 g0 g0 构造重要性系数构造重要性系数

21、根据建筑构造的重要性将构造分为三个平安等级，根据建筑构造的重要性将构造分为三个平安等级，采用构造重要性系数来表达。采用构造重要性系数来表达。一级一级 g0g01.11.1二级二级 g0g01.01.0三级三级 g0g00.90.9荷载分项系数分为恒荷载分项系数和活荷载分项系数荷载分项系数分为恒荷载分项系数和活荷载分项系数资料分项系数分为砼分项系数和钢筋分项系数资料分项系数分为砼分项系数和钢筋分项系数受弯构件的破坏方式受弯构件的破坏方式PPPPBC段称为纯弯段，AB、CD段称为弯剪段+_ABCDMBACDVxxxxyxyx13第四节第四节 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截

22、面承载力计算一、受弯构件正截面的受力特征一、受弯构件正截面的受力特征不同配筋率梁的破坏形状不同配筋率梁的破坏形状1. 破坏方式破坏方式 Failure modes超筋梁超筋梁适筋梁适筋梁少筋梁少筋梁适筋梁适筋梁-构件受拉区配筋适量，构件的破坏起始于受拉钢筋的屈服，构件受拉区配筋适量，构件的破坏起始于受拉钢筋的屈服，然后受压区砼被压碎，构件在完全破坏以前有明显的裂痕及变形，破然后受压区砼被压碎，构件在完全破坏以前有明显的裂痕及变形，破坏前可吸收较大的应变能，有明显的预兆，这种破坏称为坏前可吸收较大的应变能，有明显的预兆，这种破坏称为“延性破坏延性破坏超筋梁超筋梁-构件受拉区配筋过高，破坏始于受压

23、区混凝土被压碎、而受构件受拉区配筋过高，破坏始于受压区混凝土被压碎、而受拉钢筋的应力未到达屈服强度。在构件截面尺寸及砼强度值确定的条拉钢筋的应力未到达屈服强度。在构件截面尺寸及砼强度值确定的条件下，继续添加受拉钢筋无法提高构件的承载才干。构件在破坏前无件下，继续添加受拉钢筋无法提高构件的承载才干。构件在破坏前无明显的预兆，属于明显的预兆，属于“脆性破坏。因此，在工程中应防止采用。脆性破坏。因此，在工程中应防止采用。少筋梁少筋梁-构件受拉区配筋较少，钢筋有能够在梁一开裂时就进入强化段构件受拉区配筋较少，钢筋有能够在梁一开裂时就进入强化段最终被拉断，梁的破坏与素混凝土梁类似，属于受拉最终被拉断，梁

24、的破坏与素混凝土梁类似，属于受拉“脆性破坏特征脆性破坏特征。少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为忽然，很不平。少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为忽然，很不平安也很不经济，因此在建筑构造中不允许采用。安也很不经济，因此在建筑构造中不允许采用。适筋梁正截面受弯的三个受力阶段适筋梁正截面受弯的三个受力阶段实验研讨分析实验研讨分析简支梁三等分加载表示图简支梁三等分加载表示图从开场加荷到受拉区混凝土开裂，梁的整个截面均参与受力。虽然受从开场加荷到受拉区混凝土开裂，梁的整个截面均参与受力。虽然受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形，但整个截面的受力根本接拉区混凝土在开裂以前有一定

25、的塑性变形，但整个截面的受力根本接近线弹性。截面抗弯刚度较大，挠度和截面曲率很小，钢筋的应力也近线弹性。截面抗弯刚度较大，挠度和截面曲率很小，钢筋的应力也很小，且都与弯矩近似成正比。很小，且都与弯矩近似成正比。当受拉边缘的拉应变到达混凝土极限拉应变时当受拉边缘的拉应变到达混凝土极限拉应变时et=etu，为截面即将，为截面即将开裂的临界形状，此时的弯矩值称为开裂弯矩开裂的临界形状，此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr cracking moment在开裂瞬间，开裂截面受拉区混凝土退出任务，其开裂前承当的拉力将在开裂瞬间，开裂截面受拉区混凝土退出任务，其开裂前承当的拉力将转移给钢筋承当，导致钢筋应力有一

26、忽然添加应力重分布，这使中转移给钢筋承当，导致钢筋应力有一忽然添加应力重分布，这使中和轴比开裂前有较大上移。和轴比开裂前有较大上移。荷载继续添加，钢筋拉应力、挠度变形不断增大，裂痕宽度也不断开展，荷载继续添加，钢筋拉应力、挠度变形不断增大，裂痕宽度也不断开展，但中和轴位置没有显著变化。由于受压区混凝土压应力不断增大，其弹但中和轴位置没有显著变化。由于受压区混凝土压应力不断增大，其弹塑性特性表现得越来越显著，受压区应力图形逐渐呈曲线分布。当荷载塑性特性表现得越来越显著，受压区应力图形逐渐呈曲线分布。当荷载到达某一数值时，纵向受拉钢筋将开场屈服。到达某一数值时，纵向受拉钢筋将开场屈服。该阶段钢筋的

27、拉应变和受压区混凝土的压应变都开展很快，截面受压区该阶段钢筋的拉应变和受压区混凝土的压应变都开展很快，截面受压区边缘纤维应变增大到混凝土极限压应变时，构件即开场破坏。其后，再边缘纤维应变增大到混凝土极限压应变时，构件即开场破坏。其后，再进展实验时虽然仍可以继续变形，但所接受的弯矩将开场降低，最后受进展实验时虽然仍可以继续变形，但所接受的弯矩将开场降低，最后受压区混凝土被压碎而导致构件完全破坏。压区混凝土被压碎而导致构件完全破坏。适筋梁正截面受弯的三个受力阶段适筋梁正截面受弯的三个受力阶段第一阶段：抗裂计算的根据第一阶段：抗裂计算的根据第二阶段：构件在正常运用极限形状中第二阶段：构件在正常运用极

28、限形状中 变形与裂痕宽度验算的根据变形与裂痕宽度验算的根据第三阶段：承载力极限形状计算的根据第三阶段：承载力极限形状计算的根据在极限弯矩的计算中，仅需知道在极限弯矩的计算中，仅需知道 C 的大小和作用位置的大小和作用位置yc即可。即可。 可取等效矩形应力图形来代换受可取等效矩形应力图形来代换受压区混凝土应力图。压区混凝土应力图。等效原那么：等效原那么：等效矩形应力图形与实践抛物线应力图形的面积相等，即合力大小相等效矩形应力图形与实践抛物线应力图形的面积相等，即合力大小相等；等；等效矩形应力图形与实践抛物线应力图形的形心位置一样，即合力作等效矩形应力图形与实践抛物线应力图形的形心位置一样，即合力

29、作用点不变。用点不变。2.单筋矩形截面正截面承载力计算单筋矩形截面正截面承载力计算1等效矩形应力图等效矩形应力图 Equivalent Rectangular Stress Block , 0sscAbxfN)2( , 00 xhbxfMMcu表 5.1 混凝土受压区等效矩形应力图系数 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 1.0 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.8 0.79 0.78 0.77 0.76 0.73 0.74 2根本方程根本方程对于适筋梁，受拉钢筋应力对于适筋梁，受拉钢筋应力ss=fymax,20max,max,max00 ss

30、csuycbsbbbhfMMffbhAhx或或1. 防止超筋脆性破坏防止超筋脆性破坏 2. 防止少筋脆性破坏防止少筋脆性破坏 bhAsmin根本公式的适用条件根本公式的适用条件受弯构件构造要求受弯构件构造要求板的构造要求板的构造要求 1板的最小厚度板的最小厚度板的类别板的类别厚度厚度单向板单向板屋面板屋面板60民用建筑楼板民用建筑楼板60工业建筑楼板工业建筑楼板70行车道下的楼板行车道下的楼板80双向板双向板80密肋板密肋板肋间距小于或等于肋间距小于或等于700mm40肋间距大于肋间距大于700mm50悬臂板悬臂板板的悬臂长度小于或等于板的悬臂长度小于或等于500mm60板的悬臂长度大于板的悬

31、臂长度大于500mm80无梁楼盖无梁楼盖150混凝土维护层厚度普通不小于混凝土维护层厚度普通不小于15mm和钢筋直径和钢筋直径d；钢筋直径通常为钢筋直径通常为612mm的的级钢筋；板厚度较大时，钢筋直径可用级钢筋；板厚度较大时，钢筋直径可用 1418mm的的级钢筋；级钢筋；3. 受力钢筋间距普通在受力钢筋间距普通在70200mm之间；之间；4. 垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋，以便将荷载均匀地传送垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋，以便将荷载均匀地传送给受力钢筋，并便于在施工中固定受力钢筋的位置，同时也可抵抗温给受力钢筋，并便于在施工中固定受力钢筋的位置，同时也可抵抗温度和收缩等产生的应力

32、。度和收缩等产生的应力。2. 板的钢筋钢筋钢筋 (Reinforced bar) 梁上部无受压钢筋时，需配置梁上部无受压钢筋时，需配置2根架立筋，以便与箍筋和梁底部纵根架立筋，以便与箍筋和梁底部纵筋构成钢筋骨架，直径普通不小于筋构成钢筋骨架，直径普通不小于10mm。2. 梁的构造要求梁的构造要求钢筋的布置钢筋的布置Construction of reinforced bars1. 为保证耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土为保证耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土 维护层厚度普通不小于维护层厚度普通不小于25mm；2. 矩形截面梁高宽比矩形截面梁高宽比h/b

33、=2.03.5；T形截面梁高宽比形截面梁高宽比h/b=2.54.0；3. 梁的高度通常取为梁的高度通常取为1/10 1/15梁跨，由梁跨，由250mm以以50mm为模数增大。为模数增大。梁高度梁高度h450mm时，要求在梁两侧沿高度每隔时，要求在梁两侧沿高度每隔200mm设置一根纵向构造设置一根纵向构造钢筋，以减小梁腹部的裂痕宽度，直径钢筋，以减小梁腹部的裂痕宽度，直径10mm。例例1 知：矩形截面梁截面尺寸知：矩形截面梁截面尺寸b250mm、h500mm，as=35mm。设。设计弯矩为计弯矩为150 kNm ，混凝土强度等级选，混凝土强度等级选C30，钢筋，钢筋HRB335级。级。求：截面配

34、筋求：截面配筋As26.1012503.140.1101502465465262200bfMhhxc21207mmfbxfAycs验证适用条件验证适用条件75.25546555. 026.1010hxb%21.030043.14545%04in0ytsffbhA例题例题2 Example 2知：矩形截面梁尺寸知：矩形截面梁尺寸b250mm、h450mm，as=35mm。混凝土强。混凝土强度等级度等级C40，纵向受拉钢筋为，纵向受拉钢筋为4根直径为根直径为16mm的的HRB335钢筋。接受钢筋。接受的弯矩为的弯矩为M=89kN.m实验算该梁截面能否平安。实验算该梁截面能

35、否平安。解：查表222/71. 1,/300,/1 .19mmNfmmNfmmNftycmkNmkNxhbxfMc.89.00.94)51.505.0415(51.502501.190.1)5.0(0截面尺寸为：mmas35mmh41535450025.22841555.051.501 .192503008040hxbffAxbbcys那么：满足适用条件。由力矩平衡方程得：满足适用条件。由力矩平衡方程得：%26.030071.14545%77.0415250804min0ctsffbhA3. 双筋矩形截面双筋矩形截面Doubly Reinforced Section双筋截面是指同时配置受拉和受

36、压钢筋的情况。双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。当截面尺寸和资料强度受建筑运用和施工条件或整个工程限制当截面尺寸和资料强度受建筑运用和施工条件或整个工程限制而不能添加，但计算又不满足适筋截面条件时，可采用双筋截面，而不能添加，但计算又不满足适筋截面条件时，可采用双筋截面，即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压才干的缺乏；即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压才干的缺乏；另一方面，由于荷载有多种组合情况，在某一组合情况下截面接受另一方面，由于荷载有多种组合情况，在某一组合情况下截面接受正弯矩，另一种组合情况下接受负弯矩，这时也出现双筋截面；正弯矩，另一种组合情况下接受负弯矩，这时也出现双筋截面；

37、此外，由于受压钢筋可以提高截面的延性，因此，在抗震构造中要此外，由于受压钢筋可以提高截面的延性，因此，在抗震构造中要求框架梁必需配置一定比例的受压钢筋。求框架梁必需配置一定比例的受压钢筋。)()2(0011ssycusysycahAfxhbxfMMAfAfbxf根本方程根本方程防止超筋脆性破坏防止超筋脆性破坏 保证受压钢筋强度充分利用保证受压钢筋强度充分利用双筋截面普通不会出现少筋破坏情况，故可不用验算最小配筋率。双筋截面普通不会出现少筋破坏情况，故可不用验算最小配筋率。max,120max,11max020 sscsycbsbbbhfMffbhAhx或或00 2sssahhaxg1. 挖去受

38、拉区混凝土，构成挖去受拉区混凝土，构成T形截面，对受弯承载力没影响。形截面，对受弯承载力没影响。2. 可以节省混凝土，减轻自重。可以节省混凝土，减轻自重。3. 受拉钢筋较多，可将截面底部适当增大，构成工形截面。受拉钢筋较多，可将截面底部适当增大，构成工形截面。 工形截面的受弯承载力的计算与工形截面的受弯承载力的计算与T形截面一样。形截面一样。4. T形截面正截面承载力计算形截面正截面承载力计算NoImage翼缘处的压应力与腹板处受压区压应力相比，存在滞后景象，距腹板翼缘处的压应力与腹板处受压区压应力相比，存在滞后景象，距腹板间隔越远，滞后程度越大，受压翼缘压应力的分布是不均匀的。间隔越远，滞后

39、程度越大，受压翼缘压应力的分布是不均匀的。以为在以为在bfbf范围内压应力为均匀分布，范围内压应力为均匀分布，bfbf范围以外部分的翼缘那么范围以外部分的翼缘那么不思索。计算上为简化采有效翼缘宽度不思索。计算上为简化采有效翼缘宽度bf (Effective flange bf (Effective flange width)width)受压翼缘越大，对截面受弯越有利受压翼缘越大，对截面受弯越有利 按三种情况的最小值取用按三种情况的最小值取用T形截面的分类形截面的分类)2(011xhxbfMAfxbffcsyfc第一类第一类T形截面的计算公式与宽度等于形截面的计算公式与宽度等于bf的矩形截面一样

40、的矩形截面一样 为防止超筋脆性破坏，相对受压区高度应满足为防止超筋脆性破坏，相对受压区高度应满足x xbx xb。对第一类。对第一类T T形形截面，该适用条件普通能满足；截面，该适用条件普通能满足； 为防止少筋脆性破坏，受拉钢筋面积应满足为防止少筋脆性破坏，受拉钢筋面积应满足AsrminbhAsrminbh，b b为为T T形截形截面的腹板宽度；对工形和倒面的腹板宽度；对工形和倒T T形截面，那么受拉钢筋应满足形截面，那么受拉钢筋应满足Asrminbh + (bf - b)hf Asrminbh + (bf - b)hf max,120max,1max010 sscsycbsbbbhfMffb

41、hAhx或或防止超筋脆性破坏防止超筋脆性破坏 防止少筋脆性破坏防止少筋脆性破坏 bhAsmin受弯构件的破坏方式受弯构件的破坏方式PPPPBC段称为纯弯段，AB、CD段称为弯剪段+_ABCDMBACDVxxxxyxyx13斜裂痕的分类斜裂痕的分类采用增设腹筋的方法来采用增设腹筋的方法来阻止斜裂痕的扩展阻止斜裂痕的扩展弯剪斜裂痕弯剪斜裂痕腹剪斜裂痕腹剪斜裂痕腹筋的布置腹筋的布置箍筋直径通常为箍筋直径通常为6或或8mm，且不小于，且不小于d/4；弯筋常用的弯起角度为；弯筋常用的弯起角度为45或或60度，且不宜设置在梁截面的两侧；度，且不宜设置在梁截面的两侧；受力特点受力特点l 开裂前，与无腹筋梁的

42、受力性能相近；开裂前，与无腹筋梁的受力性能相近；l 开裂后，腹筋应力显著增大，直接承当部分剪力；开裂后，腹筋应力显著增大，直接承当部分剪力；l 腹筋限制裂痕的开展，增大剪压区面积，提高剪压区抗剪才干；腹筋限制裂痕的开展，增大剪压区面积，提高剪压区抗剪才干；l 腹筋能提高骨料咬协作用，提高纵筋销栓作用。腹筋能提高骨料咬协作用，提高纵筋销栓作用。00haVhM剪跨比剪跨比Shear span ratio的概念的概念剪跨比是影响梁破坏形状的最主要参数之一。剪跨比是影响梁破坏形状的最主要参数之一。配箍率的概念配箍率的概念配箍率是影响梁破坏形状的最主要参数之一。配箍率是影响梁破坏形状的最主要参数之一。b

43、sAsvsv影响有腹筋梁破坏形状的主要要素有剪跨比影响有腹筋梁破坏形状的主要要素有剪跨比l和配箍率和配箍率rsv受剪破坏形状受剪破坏形状u斜压破坏斜压破坏 )1,(时很大sv破坏特征：破坏特征：特特 点：点：预防措施：预防措施：剪压区混凝土被压碎，而箍筋尚未屈服。剪压区混凝土被压碎，而箍筋尚未屈服。梁的受剪承载力取决于梁的受剪承载力取决于 构件的截面尺寸和混凝土强度，构件的截面尺寸和混凝土强度，抗剪才干较大，但脆性较大，工程中不允许出现。抗剪才干较大，但脆性较大，工程中不允许出现。控制最大配箍率或控制构件的最小截面尺寸。控制最大配箍率或控制构件的最小截面尺寸。受剪破坏形状受剪破坏形状破坏特征：

44、破坏特征：特特 点：点：预防措施：预防措施：u剪压破坏剪压破坏 )31(时适当，sv破坏时箍筋屈服，剪压区混凝土被压碎。破坏时箍筋屈服，剪压区混凝土被压碎。梁的受剪承载力梁的受剪承载力 即取决于配箍量，又取决于构件的截面尺即取决于配箍量，又取决于构件的截面尺寸和混凝土强寸和混凝土强 度，抗剪才干适中，脆性性质度，抗剪才干适中，脆性性质 有所缓和。有所缓和。经过合理的设计。经过合理的设计。受剪破坏形状受剪破坏形状破坏特征：破坏特征：特特 点：点：预防措施：预防措施：u斜拉破坏斜拉破坏 )3(时很小，sv斜裂痕一出现，箍筋即到达屈服，箍筋对斜裂痕开展斜裂痕一出现，箍筋即到达屈服，箍筋对斜裂痕开展

45、的约束作用不复存在，相当于无腹筋梁。的约束作用不复存在，相当于无腹筋梁。梁的受剪承载力取决于梁的受剪承载力取决于 混凝土的抗拉强混凝土的抗拉强 度，抗剪才干小，度，抗剪才干小，属于脆性破坏。属于脆性破坏。控制最小配箍率，并满足最小直径、最大间距的构造控制最小配箍率，并满足最小直径、最大间距的构造 要求。要求。集中荷载作用下梁的斜截面抗剪承载力计算公式集中荷载作用下梁的斜截面抗剪承载力计算公式均布荷载作用下梁的斜截面抗剪承载力计算公式均布荷载作用下梁的斜截面抗剪承载力计算公式0 . 3 0 . 3 5 . 1 5 . 1取，；取，svtyvtuffbhfV25.17 .001. 截面限制条件截面

46、限制条件是经过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承是经过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率过高而产生斜压破坏载力来防止由于配箍率过高而产生斜压破坏 。箍筋超筋箍筋超筋上限条件：最小截面尺寸yvtsvsvsvffbsA24. 0min,箍筋少筋箍筋少筋为防止这种少筋破坏，为防止这种少筋破坏，规定当规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足时，配箍率应满足当配箍率小于一定值时，斜裂痕出现后，箍筋因不能承当斜裂痕截当配箍率小于一定值时，斜裂痕出现后，箍筋因不能承当斜裂痕截面混凝土退出任务释放出来的拉应力，而很快到达极限抗拉强度并面混凝土退出任务释放出来的拉应力

47、，而很快到达极限抗拉强度并破坏，其受剪承载力与无腹筋梁根本一样。破坏，其受剪承载力与无腹筋梁根本一样。 2. 下限条件：最小配箍率要求例题例题1 Example 1矩形截面钢筋混凝土简支梁，两端支撑在矩形截面钢筋混凝土简支梁，两端支撑在240mm的砖墙上，净跨度为的砖墙上，净跨度为3560mm，截面尺寸，截面尺寸b h=200500mm。其上作用均布恒荷载规范值。其上作用均布恒荷载规范值gk= 25 kN/m，活荷载规范值，活荷载规范值qk= 50kN/m，混凝土强度等级选，混凝土强度等级选C30，箍筋采用，箍筋采用HRB235级组合系数为恒荷级组合系数为恒荷1.2，活荷，活荷1.4。 fc

48、=14.3 N/mm2 ， ft =1.43N/mm2 ， fy =210 N/mm2 试计算此梁所用的箍筋。试计算此梁所用的箍筋。kNV17856. 3)504 . 1252 . 1 (211剪力设计值剪力设计值kNkNbhfc17846.3324652003 .1425. 025. 002验算上限验算上限3验算下限验算下限kNkNbhft17809.9346520043. 17 . 07 . 00不需扩展截面，满足最小截面尺寸要求不需扩展截面，满足最小截面尺寸要求需计算配箍筋，仅靠砼截面不能满足抗剪要求需计算配箍筋，仅靠砼截面不能满足抗剪要求4计算配箍计算配箍选用箍筋为选用箍筋为01025

49、.17.0hSnAfbhfVsvyvtu73.046521025.146520043.17 .017800025.17 .0001hfbhfVsAnyvtsv选用箍筋直径为选用箍筋直径为8，双支箍内，双支箍内n=2mmS13773.03.5028受压构件在构造中具有重要作用，一旦破坏将导致整个构造的损坏受压构件在构造中具有重要作用，一旦破坏将导致整个构造的损坏甚至倒塌。甚至倒塌。(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压轴心受压承载力是正截面受压承载力的上限。轴心受压承载力是正截面受压承载力的上限。先讨论轴心受压构件的承载力计算，然后重点讨论单向偏心受压的先讨论轴心受压构件的承载力

50、计算，然后重点讨论单向偏心受压的正截面承载力计算。正截面承载力计算。第七节第七节 钢筋混凝土受压构件计算钢筋混凝土受压构件计算一、分类一、分类3.纵向受力钢筋纵向受力钢筋2. 资料强度资料强度1. 截面方式和尺寸截面方式和尺寸二二 、 钢筋混凝土受压构件的构造要求钢筋混凝土受压构件的构造要求4.箍筋箍筋最小截面尺寸 250300混凝土强度大于C20，钢筋为HRB335以上根数不得小于4根，直径不宜小于12，通常为16-28mm范围内。直径不应小于d/4，且不应小于6mm，通常为6、8、10mm。普通钢箍柱螺旋钢箍柱 纵筋的作用纵筋的作用1协助混凝土受压，减小截面面积；协助混凝土受压，减小截面面

51、积；2当柱偏心受压时，承当弯矩产生的拉力；当柱偏心受压时，承当弯矩产生的拉力；3减小继续压应力下混凝土收缩和徐变的减小继续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。影响。实验阐明，收缩和徐变能把柱截面中的压力实验阐明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋转移，从而使钢筋压应力不由混凝土向钢筋转移，从而使钢筋压应力不断增长。压应力的增长幅度随配筋率的减小断增长。压应力的增长幅度随配筋率的减小而增大，假设不给配筋率规定一个下限，钢而增大，假设不给配筋率规定一个下限，钢筋中的压应力就能够在继续运用荷载下增长筋中的压应力就能够在继续运用荷载下增长到屈服应力水准。到屈服应力水准。 箍筋的作用箍筋的作用1与纵

52、筋构成骨架，便于施工；与纵筋构成骨架，便于施工；2防止纵筋的压屈；防止纵筋的压屈；3对中心混凝土构成约束，提高对中心混凝土构成约束，提高混混 凝土的抗压强度，添加构件的凝土的抗压强度，添加构件的延性。延性。N由于施工制造误差、荷载位置的偏向、混凝土不由于施工制造误差、荷载位置的偏向、混凝土不均匀性等缘由，往往存在一定的初始偏心距均匀性等缘由，往往存在一定的初始偏心距在实践构造中，理想的轴心受压构件是不存在的在实践构造中，理想的轴心受压构件是不存在的平衡条件：ssccAAN三、三、 轴心受压构件的承载力计算轴心受压构件的承载力计算sycsuAfAfNsuluNN suluNN稳定系数稳定系数稳定

53、系数稳定系数j 主要与柱的主要与柱的长细比长细比l0/b有关有关)(9 . 0sycuAfAfNN折减系数折减系数 0.9是思索初始偏心的影响，以及主要接受恒载作用的轴压受压是思索初始偏心的影响，以及主要接受恒载作用的轴压受压柱的可靠性。柱的可靠性。 普通箍筋轴压柱正截面承载力轴心受压短柱轴心受压短柱轴心受压长柱轴心受压长柱L0为柱的计算高度；为柱的计算高度；b为矩形截面短边尺寸；为矩形截面短边尺寸；NoImageNoImage偏压构件破坏特征偏压构件破坏特征受拉破坏受拉破坏 tensile failure受压破坏受压破坏 compressive failure四、四、 偏心受压构件的承载力计

54、算偏心受压构件的承载力计算偏心受压构件的破坏形状与偏心距偏心受压构件的破坏形状与偏心距e0和纵筋配筋率有关和纵筋配筋率有关NMe 0M较大，较大，N较小较小偏心距偏心距e0较大较大 fyAs fyAsNM fyAs fyAsN1 大偏心破坏的特征 截面受拉侧混凝土较早出现裂痕，受拉钢筋的应截面受拉侧混凝土较早出现裂痕，受拉钢筋的应力随荷载添加开展较快，首先到达屈服；力随荷载添加开展较快，首先到达屈服； 以后裂痕迅速开展，受压区高度减小；以后裂痕迅速开展，受压区高度减小； 最后，受压侧钢筋最后，受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压碎受压屈服，压区混凝土压碎而到达破坏。而到达破坏。 这种破坏具有

55、明显预兆，变形才干较大，破坏特这种破坏具有明显预兆，变形才干较大，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁类似，属于塑性破坏，征与配有受压钢筋的适筋梁类似，属于塑性破坏，承载力主要取决于受拉侧钢筋。承载力主要取决于受拉侧钢筋。 构成这种破坏的条件是：偏心距构成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率适宜，通常称为大偏心受压。侧纵向钢筋配筋率适宜，通常称为大偏心受压。大偏心受拉破坏特点 当相对偏心距当相对偏心距e0/h0较小较小 或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时 sAs fyAsN2 小偏心破坏的特征 截

56、面受压一侧混凝土和钢筋的受力较大，而另一侧截面受压一侧混凝土和钢筋的受力较大，而另一侧钢筋的应力较小，能够受拉也能够受压；钢筋的应力较小，能够受拉也能够受压； 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而到达破坏，截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而到达破坏，受拉侧钢筋未到达屈服；受拉侧钢筋未到达屈服； 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，破坏忽然，属于脆性破坏。时受压区高度较大，破坏忽然，属于脆性破坏。 小偏压构件在设计中应予防止；小偏压构件在设计中应予防止； 当偏心距较小或受拉钢筋配置过多时易发生小偏压当偏心距较小或受拉钢筋配置

57、过多时易发生小偏压破坏，因偏心距较小，故通常称为小偏心受压。破坏，因偏心距较小，故通常称为小偏心受压。小偏心受压破坏特点大、小偏心破坏的共同点是受压钢筋均可以屈服大、小偏心破坏的本质界限scuybEf1 fyAs fyAsNM受拉破坏受拉破坏 (大偏心受压大偏心受压)受压破坏受压破坏 (小偏心受压小偏心受压) sAs fyAsNM)()2(001ssycahAfxhbxfMsysycAfAfbxfN1)()2(001ssycahAfxhbxfMsssycAAfbxfN1平衡方程 钢筋混凝土水池是储存石油、水及各种液体的构筑物。在石油、化工及给排水工程等各种工业企业中得到广泛运用。第九节第九节

58、钢筋混凝土水池设计钢筋混凝土水池设计矩形水池矩形水池B.水池数量: 多格式水池多格式水池单格水池单格水池 圆形水池圆形水池1. 主要方式：主要方式：A.平面外形:浅壁水池深壁水池C.C.池壁高度池壁高度现浇整体式圆形水池 装配式预应力圆形水池 D.D.施工施工装配式肋梁板顶盖矩形水池地上式、地下式及半地下式水池。 8.0m8.0m18.5m18.5m石化厂地下原油罐E.位置: 混凝土强度等级： 普通钢筋混凝土水池C20 预应力钢筋混凝土水池C303.构造设计特点： 1).各种荷载组合情况下满足强度、抗裂度或裂痕宽度； 2).抗渗性； 3).抗冻性； 4).抗侵蚀性 ；5).稳定性 。2.资料资

59、料: 贮水池主要荷载贮水池主要荷载池顶活荷载池顶活荷载qkqkPsk2覆土厚覆土厚hshs池顶板厚池顶板厚h1底板厚底板厚h2HnHwHw地下水位地下水位设计水位设计水位垫层厚垫层厚h3Psk1池底荷载池底荷载池顶活荷载池顶活荷载qkqk有地下水位有地下水位无地下水位无地下水位Hw一、 水池的荷载一 池顶荷载： 包括：顶板自重、防水层重、覆土压力等恒荷载-按实践计算; 池顶上人群、车辆、堆放物品等活荷载-按实践计算; 池顶上雪荷载-根据GB50009-2001确定. 活荷载：思索到池顶上人、暂时堆放少量物品时，规范值可取1.5KN/。 堆载取10 KN/。 二 池底荷载 荷载包括： 1池顶活荷

60、qk、池顶覆土qs、水池自重G等引起地基反力:AGqqpsknG=Gr+ Gw+GcGr -池顶板自重Gw -池壁自重Gc -支柱自重2地下水浮力:留意： 当有地下水浮力时，地基土的应力应减小，但作用于底板上的总反力不变。g)(1hHpwwbuoA-池壁外围边的水池底面积；pbuo-水池底面单位面积上的地下浮托力；Hw+h1-由池底面算起的地下水位高度。pfw -总浮托力buofwApp三 池壁荷载 1.池壁自重； 2 池顶荷载引起的竖向压力、端弯矩； 3 程度方向的土压力和水压力。(1). (1). 池壁内侧的侧压力：池壁内侧的侧压力： 池壁底面处最大水压力池壁底面处最大水压力规范值：规范值